Расчёт вентиляции по теплоизбыткам
«Расчёт по теплоизбыткам — самый точный метод для горячих цехов: он учитывает реальную теплонагрузку, а не усреднённую кратность.»
Теплоизбытки — разница между суммарным тепловыделением в помещении (от оборудования, солнца, людей, освещения) и теплопотерями через ограждающие конструкции. Именно теплоизбытки определяют необходимый воздухообмен в горячих производственных цехах.
- Формула: L = Qизб / (c × ρ × Δt), где Δt = tуходящего − tприточного
- c = 1005 Дж/(кг·К), ρ = 1,2 кг/м³ (для воздуха 20°С)
- Норма по ГОСТ 12.1.005: tуходящего ≤ tнаружного + 5°С при Qизб > 23 Вт/м³
- Максимум tуходящего у рабочих мест: 35°С в тёплый период
- При Qизб < 23 Вт/м³ помещение — холодное, расчёт по кратности
воздуха
у рабочих мест
горячего цеха (ГОСТ)
Что такое теплоизбытки
Теплоизбытки — тепло, которое остаётся в помещении после вычета теплопотерь через стены, окна и кровлю:
Qизб = Qоборуд + Qлюди + Qсолнце + Qосвещение − Qпотери (Вт)
Если Qизб > 0, помещение перегревается и нужна вентиляция с охлаждением. Если Qизб < 23 Вт/м³ (удельных теплоизбытков) — по ГОСТ 12.1.005 помещение считается «холодным» и расчёт воздухообмена ведётся по кратности или по вредностям.
Источники тепла в промышленных помещениях
| Источник | Удельное тепловыделение | Примечание |
|---|---|---|
| Электродвигатели | 2–10% от мощности | При КПД 90–98% |
| Сварочный пост (РДС) | 3–5 кВт на пост | Из них ~70% в воздух |
| Термические печи | 500–5000 Вт/м² поверхности | Зависит от температуры |
| Освещение | 10–20 Вт/м² пола | LED: 5–10 Вт/м² |
| Люди (тяжёлый труд) | 300–480 Вт/чел. | III категория работ |
| Солнечная радиация | 200–700 Вт/м² остекления | Юг, лето |
Расчётная формула воздухообмена
Необходимый воздухообмен для удаления теплоизбытков:
L = Qизб / (c × ρ × (tуход − tпр)) [м³/ч]
Где:
- Qизб — теплоизбытки, Вт
- c = 1005 Дж/(кг·К) — удельная теплоёмкость воздуха
- ρ = 1,2 кг/м³ (для t = 20°С); при t = 30°С: ρ = 1,165 кг/м³
- tуход — температура уходящего воздуха (у вытяжной решётки)
- tпр — температура приточного воздуха (снаружи или после охлаждения)
Пример расчёта горячего цеха
Исходные данные: сварочный цех 30 × 20 м, 10 сварочных постов (РДС), освещение 15 Вт/м², 20 работников (III категория), летний период.
- 1Суммируем тепловыделения
Сварка: 10 × 4000 Вт = 40 000 Вт
Освещение: 600 м² × 15 Вт/м² = 9 000 Вт
Люди: 20 × 400 Вт = 8 000 Вт
Итого Qвыд = 57 000 Вт - 2Вычитаем теплопотери летом
В тёплый период потери ≈ 0 (наружная температура 25°С ≥ расчётной). Qизб = 57 000 Вт.
- 3Рассчитываем воздухообмен
tуход = 35°С (норма), tпр = 25°С (наружный)
L = 57000 / (1005 × 1,165 × (35−25)) = 57000 / 11708 ≈ 4,9 → 4900 × 3600 / 1000 ≈ 17 600 м³/ч
Нормы ГОСТ 12.1.005 и СП 60
- При удельных теплоизбытках >23 Вт/м³ (горячий цех): tуходящего = tнаружного + 5°С в тёплый период
- Максимальная температура у постоянных рабочих мест: +35°С (не более 3 ч за смену)
- Для холодного периода допускается tуходящего не более tрабочей зоны + 3°С
- По СП 60.13330.2022 запас по воздухообмену при расчёте — 10–15% от расчётного
Ошибки при расчёте
Что делают: не учитывают солнечную радиацию через остекление
Последствие: реальный расход вентиляции в летний период на 20–40% выше расчётного, оборудование перегревается
✓ Правильно: добавить тепловыделение от солнца: для южных окон 500–700 Вт/м² × площадь остекления
Что делают: используют плотность воздуха ρ=1,2 кг/м³ для горячих цехов с tвоздуха >30°С
Последствие: расчётный воздухообмен занижен, реальная температура у рабочих мест превышает норму
✓ Правильно: пересчитывать плотность: ρ = 1,293 / (1 + t/273) кг/м³
Нужен расчёт воздухообмена по теплоизбыткам?
Инженер Аквент поможет подобрать оборудование. В каталоге — радиальные вентиляторы и крышные вентиляторы.
Рекомендации Аквент
Для горячих цехов с теплоизбытками подбирайте радиальные вентиляторы серии ВР 80-75 или ВР 280-46 по расчётному расходу. Аэродинамическая характеристика позволяет точно выбрать типоразмер под рабочую точку.
Радиальные вентиляторы в каталоге →Часто задаваемые вопросы
Расчёт по кратности — упрощённый, даёт усреднённый воздухообмен. Расчёт по теплоизбыткам — точный, учитывает реальную тепловую нагрузку. Для горячих цехов с Qизб >23 Вт/м³ кратность не применяется — только расчёт по теплоизбыткам.
Радиальные ВР 80-75 для систем с воздуховодами, крышные ВКР или ВКРФ для вытяжки через кровлю. При температуре уходящего воздуха >80°С — вентиляторы в исполнении Г (горячий воздух).
Если tнаружного > tрабочей зоны нормативной, то да. Для большинства горячих цехов приточный воздух подаётся без охлаждения (наружный 25°С против 35°С у рабочих мест). Охлаждение требуется для офисов и чистых помещений.
Тепловыделение электрической печи: Q = Nуст × (1 − η) × Кз, где η — КПД печи (0,6–0,85), Кз — коэффициент загрузки (0,6–0,8). Для закрытых печей добавляют потери через корпус (100–300 Вт/м² наружной поверхности).
Да, если удельные теплоизбытки >23 Вт/м³ согласно ГОСТ 12.1.005. Для холодных цехов допускается расчёт по нормируемой кратности воздухообмена.
По СанПиН: человек при лёгкой работе выделяет 100–130 Вт тепла. Для офиса 20 человек: Q = 20 × 120 = 2400 Вт. Плюс теплоизбытки от оргтехники (системный блок ~200 Вт, монитор ~30 Вт), освещения (LED ~15 Вт/м²). Суммировать все источники.
Проверить возможность снижения источников теплоты: экранирование горячего оборудования, локальное охлаждение у тепловыделяющих машин (местная вытяжка), использование рекуперации в холодное время. При сохранении высокого расхода — рассмотреть воздушное душирование рабочих мест вместо общего кондиционирования.
Подберём вентилятор под ваш объект — бесплатно
Отправьте параметры — инженер рассчитает и подберёт за 1 рабочий день.